智能声音跟随玩具小车
智能小车自动跟随课程设计
智能小车自动跟随课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解智能小车自动跟随系统的基本原理，掌握相关的传感器使用和编程基础知识；2. 学生能描述自动跟随算法的基本流程，了解其在实际应用中的优势；3. 学生了解智能小车自动跟随技术在现实生活中的应用场景，认识到科技与生活的紧密联系。
技能目标：1. 学生能运用所学的编程知识，对智能小车进行编程控制，实现自动跟随功能；2. 学生能通过小组合作，共同分析问题、解决问题，提高团队协作和动手实践能力；3. 学生能够运用所学知识，对智能小车自动跟随系统进行优化和改进。
情感态度价值观目标：1. 学生对智能小车自动跟随技术产生兴趣，激发探索未知、勇于创新的科学精神；2. 学生在课程学习过程中，培养良好的团队合作意识，学会倾听、尊重他人意见；3. 学生通过学习智能小车自动跟随技术，认识到人工智能技术对生活的积极影响，增强社会责任感和使命感。
本课程针对初中年级学生，结合课程性质、学生特点和教学要求，明确以上课程目标。
通过本课程的学习，学生能够掌握智能小车自动跟随技术的基本知识和技能，培养团队合作精神和创新意识，提升对人工智能技术的认识和兴趣。
后续教学设计和评估将围绕以上目标进行，确保学生达到预期学习成果。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分：1. 智能小车基础知识：- 介绍智能小车的基本结构及其功能；- 了解不同类型的传感器及其在智能小车中的应用；- 学习智能小车编程所需的基础知识。
2. 自动跟随算法原理：- 讲解自动跟随算法的基本原理和流程；- 分析不同自动跟随算法的优缺点；- 探讨自动跟随算法在实际应用中的挑战和解决方案。
3. 智能小车编程与控制：- 教授如何使用编程软件对智能小车进行编程；- 学习如何利用传感器数据实现自动跟随功能；- 实践中遇到的问题及解决方法。
4. 小组合作与实际操作：- 分组进行智能小车自动跟随系统的设计与搭建；- 各小组展示作品，分享经验，进行交流与评价；- 针对存在的问题进行优化和改进。
智能跟随小车设计
智能跟随小车设计作者：喻语嫣肖明杰来源：《科技资讯》2023年第18期摘要：随着我国智能行业的飞速发展，解放人类劳动力的理念不断普及，智能跟随小车出现在人们视野里，它可以解放人们双手，提高物品搬运的效率，减轻人们的负担同时为其他工作节约时間。
基于此，该文设计了一款基于红外技术和超声波测距的智能跟随小车。
小车以AT89C52 芯片为核心控制器，3 个人体红外传感器HC-SR501 用于识别人所在的位置，把识别到的信号通过核心控制器传送给L298N 电机驱动模块，从而实现对小车转向和行驶的控制；超声波传感器HC-SR04 用于检测人与小车之间的距离，当距离小于0.5 m 时，实现小车报警同时后退，保证人与小车之间的安全距离，防止发生碰撞。
样机测试结果显示，小车能在 4 m 以内对人自动跟随，并与人保持0.5 m 的安全距离，防止碰撞，具有一定的实用价值。
关键词： AT89C52 红外技术超声波测距跟随小车中图分类号： TP23 文献标识码： A 文章编号： 1672-3791（2023）18-0033-07近年来，随着科学技术的飞速发展，智能移动机器人技术也在不断发展，传统的机械运输方式有被取代的趋势。
对可移动目标能够自动跟随的智能小车，在搬运行李、运输材料以及人们日常生活中有着广泛的应用前景[1-2]。
目前，市场上已经存在一些具有自主巡线功能的移动小车类产品，但是需要提前规划好路经，设置好程序才能进行无人车运行，在小车目标跟随方面考虑得比较少，跟随效果比较差[3-5]。
还有一部分智能小车利用摄像头来获得跟随目标的运动状态，然后利用云端计算机结合目标检测算法对小车采集到的视频流进行实时分析计算，这种方法跟随效果较好，抗干扰能力强，但实现过程比较复杂，对技术有很高的要求[6-10]。
本文设计了一款基于红外技术和超声波测距的智能跟随小车，可实现小车对人的自动跟随，并与人保持0.5 m 的安全距离，防止碰撞，具有工作稳定、成本低、便于推广的特点。
毕业设计(论文)-智能玩具车系统设计[管理资料]
![毕业设计(论文)-智能玩具车系统设计[管理资料]](https://img.taocdn.com/s3/m/c985892aa58da0116d17499f.png)
智能玩具车系统设计摘要：本文主要以单片机为控制核心，完成无线遥控，红外线对管的自动寻迹，红外线自动避障和语音控制等模块设计。
通过调试检测各模块，得到正确的信号输出，通过单片机的控制，将各模块有效整合在一起，达到智能控制目标。
关键词：51单片机红外线传感器语音控制玩具小车。
1引言随着汽车工业的迅速发展，关于汽车的研究也就越来越受人关注。
全国电子大赛和省内电子大赛几乎每次都有智能小车这方面的题目，全国各高校也都很重视该题目的研究。
可见其研究意义很大。
本文设计的智能玩具小车应该能够实时显示时间、速度、测距、避障功能、准确定位停车。
根据题目的要求，本设计的设计思路如下：在现有玩具车的基础上，加装光电、红外线、超声波传感器及金属探测器，实现对电动车的速度、位置、运行状况的实时测量，并将测量数据传送至单片机进行处理，然后由单片机根据所检测的各种数据实现对电动车的智能控制。
2总体方案设计：采用AT89C51单片机作为整机的控制单元以AT89C51单片机为核心的控制电路，采用模块化的设计方案，运用光电传感器、金属探测传感器、超声波传感器组成不同的检测电路，实现小车在行驶中自动寻迹、障碍物报警、测量里程等问题。
并将测量数据传送至单片机进行处理，然后由单片机根据所检测的各种数据实现对电动小车的智能化控制。
在本系统中，先将信号传送到单片机系统进行处理，使小车沿轨道自主行走；电感式接近开关电路代替传感器探测障碍物，并发出声光信息进行提示；通过霍尔元件测量小车行驶里程；采用H型脉冲宽度调制（PWM）全桥式驱动电路控制电机的转向，实现电动小车的正反向行驶、快慢速行驶及转弯；采用LCD1602实时显示小车行驶的时间。
此系统比较灵活，采用软件方法来解决复杂的硬件电路部分，使系统硬件简洁化，各类功能易于实现，具有高度的智能化、人性化，一定程度体现了智能，能满足系统的要求。
此方案如图1所示：图1方案一原理图方案二：采用类数字电路来组成电动小车的控制系统采用数字电路对外围探测轨迹信号，检测信号，避障报警信号，寻找源信号分部进行处理。
语音控制的智能小车设计方案
语音控制的智能小车设计方案根据美国玩具协会的调查统计，近年来全世界玩具销量增幅与全世界平均GDP增幅大致相当而全世界玩具市场的内在结构比重却发生了重大变化：传统玩具的市场比重正在逐步缩水，高科技含量的电子玩具则蒸蒸日上美国玩具市场的高科技电子玩具的年销售额2004年较2003年增长52％，而传统玩具的年销售额仅增长3％英国玩具零售商协会选出的2001年圣诞最受欢迎的十大玩具中，有七款玩具配有电子元件从这些数字可以看出，高科技含量的电子互动式玩具已经成为玩具行业发展的主流本文设计一个具有语音识别功能的智能遥控小车该小车对传统的手动遥控小车的机械部分做了改进使之可以实现任意角度转向和以任意速度前进而不象一般的小车那样只能以固定角度转向和以固定速度前进因此更加接近真实的车辆本文还在小车的控制系统中采用语音识别系统，使控制者可以用语音对小车进行控制，产生相应的动作，而且小车和控制者还具有一定的交互功能1 智能小车总体结构框图智能小车主要由转向机构、驱动机构、转向控制模块、驱动控制模块、遥控模块和语音控制模块六大部分组成，如图1所示2 机械本体结构及工作原理小车为轮式结构，如图2所示机械部分分为转向机构(图中椭圆内的部分)和驱动机构(图中椭圆外部分)转向机构主要由转向电机、转向架和两个前轮组成驱动机构采用玩具小车常用的双电机驱动方案，包括两个减速电机和两个后轮转向机构工作原理为：转向时由控制者向小车发出转向信号，转向电机根据转向信号正向或反向旋转一定角度，电机通过齿轮、齿条系统带动转向架摆动一定角度，最终带动与转向架固定在一起的前轮偏摆一定角度小车在转向时由于内、外侧的车轮的转弯半径不同，所以内外侧车轮的转速也不相同前轮为从动轮，会根据转弯角度的大小自动调节内、外侧车轮的转速；而后轮为主动轮，其转速分别由两个电机独立驱动，不会根据转弯半径自动调节转速因此小车转弯时，控制系统在控制转向电机的同时还需要根据转向角度的大小向两个驱动电机发出控制信号，调节两个驱动电机的转速使之产生特定的转速比，从而使转弯顺利进行在这里，转弯的角度、转速比与小车的尺寸及转弯半径有关3 控制系统控制系统包括两大部分，一部分位于遥控器内，用于识别控制者的命令并将响应的控制信号发送出去；一部分位于小车上，用于接收遥控器发出的控制信号，并根据控制信号控制转向机构和驱动机构，使小车实现预期的动作3.1 遥控器遥控器主要由语音识别模块和无线发送模块(编码芯片、射频发送模块)组成，如图3所示遥控器的工作原理为：控制者通过麦克风发出控制命令，该命令经过语音识别模块识别后，根据控制信号的类型产生一个8位的控制码，语音识别模块通过其P1端口将控制码输出至无线发送模块，然后语音识别模块发出控制信号，控制无线发送模块将该控制码以无线电波形式发送出去，车载控制部分接收到后便控制小车产生预期的动作3.1.1 语音控制模块语音控制模块主要由Sensory公司的集成语音识别芯片RSC－364组成该芯片是专门为语音控制家电产品而设计的，外围辅助器件少，采用典型应用电路时只需要一个麦克风、一个晶体振荡器、一个小场声器和几个电阻、电容即可该芯片内部集成了语音识别、语音合成、语音身份识别、录音回放功能芯片内部采用的是神经网络的语音识别算法，和说话者无关的语音识别准确率可以达到97％，和说话者相关的语音识别准确率可以达到99％该芯片的功能框图如图4所示该芯片内部集成了一个八位的可编程微处理器，对外有16个可编程控制的I/O口，16位地址总线和8位数据总线及相应的控制信号，可方便地扩展外部ROM以及与外部器件通讯本文中对RSC－364的资源使用情况为：其P1口用于传输与控制命令相应的控制码，P0.7口用于启动无线发送模块发送数据3.1.2 无线发送模块为了提高无线收发的可靠性，本文采用集成的射频发送模块F05C和编码芯片PT2262组成无线编码发送模块PT2262外围电路简单，只需外接一个电阻调节载波频率PT2262的电源电压范围广，4～15V均能正常工作PT2262可以对12位二进制信号进行编码输出，足以满足本文的要求PT2262的控制也极为简单，在PT2262的TE端为0时，PT2262自动将地址引脚和数据引脚A0～A11的数据编译成适合RF电路发射的串行编码波形，然后通过DOUT 端口串行输出应用时只需将PT2262的DOUT端口连接到RF电路的数据输入端即可将数据通过无线电波发送出去本文中RF电路选用集成的射频发送模块F05C F05C采用声表谐振器稳频，SMT树脂封装，频率一致性较好，免调试F05C具有较宽的工作电压范围及低功耗特性，当发射电压为3V时，发射电流约为2mA，发射功率较小；12V为最佳工作电压，具有较好的发射效果，发射电流约为5～8mA；当发射电压大于l2V时直流功耗增大，有效发射功率不再明显提高F05系列采用AM方式调制以降低功耗[1]因为本文无线发送的命令的种类较少，所以不需要全部使用PT2262的12个数据引脚，鉴于RSC-363内核和AT89C51均为八位机，为了数据传输方便，只使用PT2262的低八位数据引脚传输数据，其余的四个数据引脚直接接地，其上数据没有意义3.2 车载控制部分车载控制部分主要由无线接收模块(射频接收模块、解码芯片)、车载处理器和电机控制模块(图中略)组成，如图5所示其功能就是接收遥控器发出的无线电信号并解码，送入车载处理器，经过计算产生相应的控制信号，控制三个电机工作，使小车产生预期的动作3.2.1 无线接收模块无线接收模块由射频接收模块J05C和解码芯片PT2272组成J05C是F05C的配对功能模块J05C采用超外差电路结构和温度补偿电路，具有较高的接收灵敏度及稳定性，芯片内含低噪声射频放大器、混频器、本地振荡器、中频放大器、滤波器及限幅比较器，输出为数据电平信号其功能是自动接收无线电波并对电波进行处理，输出适合解码芯片解码或单片机解码的波形PT2272是PT2262的配对芯片，其外围电气特性和PT2262相同工作时，PT2272自动对从DIN端口输入的编码波形进行解码，解码成功则将地址和数据输出到对应的地址引脚和数据引脚，同时将EN端口置为高电平，数据在各个引脚上的排列顺序和PT2262完全相同和无线发送模块相对应，这里也只使用其低八位数据引脚传输八位有效数据3.2.2 车载处理器车载处理器采用常用的MCS－51系列单片机AT89C51 AT89C51是8位单片机，其片内集成有4K的程序存储器，能够满足一般的应用单片机有8位外部数据总线和16位外部寻址地址线，支持外扩程序存储器和数据存储器片内集成两个16位的定时/计数器，两个外部中断口，32位双向I/O口[2]在本文的应用中，单片机采用中断工作方式P2口和无线接收模块的解码芯片的数据端口的低8位相连，用于接收解码的数据解码芯片的EN端口和单片机的外部中断口INT0相连，解码芯片解码成功时会自动通过EN 端口向单片机申请中断，单片机进入中断处理程序，接收解码后数据因为EN端口是高电平有效，而INT0是低电平有效，所以EN需要通过一个反向器和INT0连接单片机的P1口用来输出PWM波，控制转向电机和两个驱动电机每个电机需要两个端口进行驱动，分别用于电机的正反向选择P1口每位的具体定义为：P1.0和P1.1用来控制转向电机的正转和反转；P1.2和P1.3用来控制左后轮驱动电机的正转和反转；P1.4和P1.5用来控制右后轮驱动电机的正转和反转3.2.3 电机控制模块电机的驱动采用双向PWM脉宽调制方式控制采用这种控制方式可以方便地实现电机的正反转和转速变化[3]电机驱动电路如图6所示其工组原理为当P1.0端口为高电平、P1.1端口为低电平时，三极管Q5导通，Q5导通又导致Q3和Q2导通，则电流从电源通过Q2、直流电机和Q3构成回路；当P1.0端口为低电平、P1.1端口为高电平时，三极管Q6导通，Q6导通又导致Q4和Q1导通，则电流从电源通过Q1、直流电机和Q4构成回路，且电流方向和前面相反，即电机转向发生变化通过控制P1.0口和P1.1口电平的高低和高电平导通的时间，就可以控制电机的正、反转和转速4 实验结果本文设计的小车的长度为210mm，宽度为100mm，前后轮距为150mm，小车的最大转弯角度为45度小车可以识别的总的命令条数为16条左转和右转各4条，对应的转向角度分别为5度、15度、25度、45度；停止1条；前进5条，对应于五级不同的前进速度；后退两条，对应两级不同的后退速度小车的各级转弯角度对应的转弯半径及两个电机的转速比的关系如表1所示该小车各部分采用模块化设计各个模块之间独立性强控制部分采用可编程微处理器，可以在不增加系统硬件的情况下方便地对系统进行二次开发本文对一辆小车进行了实验，实验结果表明语音识别系统在低噪声环境中识别率很高，在噪声水平较高的场合，识别率有所下降小车反应灵敏。
基于单片机的儿童智能玩具小车设计
持 立 学 刊
ＴＥＬＩ Ｊ Ｏ ＵＲＮＡＬ
Ｎｏ ． １ ２ ０１ ４
Ｓ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ Ｎｏ ． １ ０ ９
基于单片机的儿童智能玩具小车设计
董 ． ‘ 胡 ／ ■
（ 长沙师范学院 电子信息工程系 ， 湖南 长沙 ４ １ ０ １ ０ ０ ）
光 电显 示 。翻
随着电子技术 、 传感器技术 、 计算机技术与机 械技术 的快速发展与结合 ，儿童玩具产业发展迅
速 。全 球玩 具 市场 的 内在 结构 比重 发 生 了重大 变
化： 传统玩具的市场 比重在逐步下降 ， 高科技含量 的电子玩具则蒸蒸 日 上， 玩具智能化已成为现代玩 具发展的趋势。我国作为玩具生产大国， 在高科技 智能玩具的发展方面和国外差距较大。 【 １ 】 因此 ， 及时
逻辑 驱 动 电路 。是一 种 二相 和 四相 电机 的专 用驱 动器 ， 即内含 二个 Ｈ桥 的高 电压 大 电流 双全 桥 式
集成有 １ ６ 位寄存器和常数发生器的微控制器， 采 用 １ ６ 位 的总线 ， 外设和 内存统一编址 ， 寻址范 围 达６ ４ Ｋ ， 并可以外扩展存储器。 它还具有统一的中 断管理 ， 具有丰富的片上外围模块 ， 片内有精密硬
智能 玩具 小车采 用 ＭＳ Ｐ ４ ３ ０ Ｆ １ ３ ３单 片机作 为
主控芯片 ，传感器避障模块由红外线传感器作为 检测障碍物的主要部件 ，通过红外线传感器对 障
碍物信息的采集处理来实现小车 自动规避障碍物 而运动。小车的行驶状态信息（ 如行驶方向、 运动
状态等 ）以发光二极管、语音播报等模块进行提 示。单片机控制小车正前方和左右侧红外传感器 来检测是否有障碍物 ；通过 Ｐ ＷＭ脉宽调制技术
自动跟随小车原理
自动跟随小车原理随着科技的不断进步，越来越多的智能设备被广泛应用于生活中。
其中，自动跟随小车就是一种非常有趣的智能设备。
它可以自动跟随人们行走的轨迹，帮助人们搬运物品，缓解人们的劳动压力。
那么，自动跟随小车的原理是什么呢？下面就来详细介绍一下。
一、硬件部分自动跟随小车的硬件部分主要包括以下几个方面：1.传感器传感器是自动跟随小车的核心部件之一，它可以感知周围环境，实现小车的自动跟随。
常用的传感器包括红外线传感器、超声波传感器、激光雷达等。
其中，红外线传感器是最常用的一种传感器，它可以检测到人体的红外线辐射，并根据信号判断人体的位置。
2.电机控制模块电机控制模块是自动跟随小车的另一个核心部件，它可以控制小车的运动方向和速度。
在小车的两侧分别配备了两个电机，通过电机控制模块可以实现小车的左右转向和前后运动。
3.电池电池是自动跟随小车的能量来源，它可以提供小车所需的电能。
一般来说，小车采用锂电池或镍氢电池，具有较高的能量密度和长时间的使用寿命。
4.控制电路板控制电路板是自动跟随小车的核心控制部件，它可以接收传感器和遥控器的信号，并根据信号控制电机控制模块的工作，实现小车的自动跟随。
二、软件部分自动跟随小车的软件部分主要包括以下几个方面：1.算法算法是自动跟随小车的核心部分，它可以实现小车的自动跟随。
常用的算法包括PID控制算法、神经网络算法等。
其中，PID控制算法是最常用的一种算法，它可以根据传感器的信号实时调整电机控制模块的输出，使小车能够实现精准的自动跟随。
2.控制程序控制程序是自动跟随小车的软件核心部分，它可以根据算法的结果控制电机控制模块的输出，实现小车的自动跟随。
控制程序一般使用C语言编写，具有较高的效率和稳定性。
3.用户界面用户界面是自动跟随小车的交互界面，它可以实现用户与小车的交互。
用户界面一般使用图形化界面，具有较高的易用性和友好性。
三、应用场景自动跟随小车可以应用于以下几个方面：1.物流行业自动跟随小车可以应用于物流行业，帮助人们搬运货物。
基于单片机的一种多功能玩具小车的设计与实现
随着科技的发展，单片机作为一种常用的微控制器，已经在各个领域得到了广泛应用。
在玩具领域，特别是玩具小车的设计中，单片机的运用也越来越普遍，可以实现各种有趣的功能。
本文将介绍一种基于单片机的多功能玩具小车的设计与实现。
二、设计目标1. 实现无线遥控功能，通过遥控器实现对小车的控制。
2. 设置超声波避障模块，让小车能够自动避开障碍物。
3. 小车可通过蓝牙模块与手机进行连接，实现手机APP控制。
4. 为小车设计多种灯光效果，增添趣味性。
5. 使用音乐模块，使小车产生丰富的声音效果。
三、硬件设计1. 主控芯片选择了常用的Arduino单片机。
2. 驱动模块选用了直流电机驱动模块，实现小车的前进、后退和转向。
3. 采用了超声波传感器模块，用于检测障碍物并实现避障功能。
4. 蓝牙模块选用了蓝牙串口模块，实现与手机的数据传输和控制。
5. 设计了多种灯光效果，包括LED灯和彩色灯带。
6. 音乐模块选用了声音传感器模块，可以发出不同的声音效果。
四、软件设计1. 编写了小车的控制程序，包括前进、后退、左转、右转等基本控制2. 通过编写遥控器程序，实现了对小车的无线遥控功能。
3. 编写了避障算法，使小车能够自动避开障碍物。
4. 开发了手机APP，通过蓝牙模块与小车进行连接和控制。
5. 设计了多种灯光效果的控制程序，可以实现闪烁、变色等效果。
6. 编写了音乐模块的程序，可以根据指令发出不同的声音效果。
五、实现效果1. 小车可以通过遥控器实现前进、后退、左转、右转的基本功能。
2. 超声波传感器可以准确检测到障碍物，并成功避开。
3. 通过手机APP可以实现对小车的遥控和控制各种功能。
4. 多种灯光效果可以有效增加小车的趣味性。
5. 音乐模块发出的声音效果丰富多彩，增加了小车的趣味性。
六、总结与展望本文介绍了一种基于单片机的多功能玩具小车的设计与实现，通过结合硬件设计和软件设计，实现了多种有趣的功能。
未来，可以进一步优化设计，增加更多的传感器模块和功能模块，使小车的功能更加丰富多样。
智能玩具小车的研制
物， 当小 车在行 驶过 程 中遇 到障碍 物 ， 则会 接 收到一 个低 电平 的红 声音 转 换为 电压信 号 ， 放 大后输 入 ＭＣ 经 Ｕ并 由其判 断该 信号 的高 外信 号 ， 电机 开始运 转 ， 避 障碍物 ， 躲 同时 再次 开通 红外 检测 ， 断 低进 行 启动程 序 的控制 ， 判 其灵 敏度 改变通 过 调节滑 动变 阻器 实现 。 前、 右 ３ 左、 个方 向是 否有障 碍物 。 检测 到左边 有障 碍物 ， 如 小车 则 １４ 软 件 设计 ． 会 向右 转弯 ； 如检 测 到右边 有 障碍 物 ， 则会 向左 拐 躲避 障 碍物 ； 如 当打 开 电源 开 关后 ， 车 开始行 驶 ， 小 如果 红外 模块 左边 检测 到 检测 到前 方有 障碍 物 ， 车 则会 先倒 车再 右转 ， 小 来躲 避 障碍物 。为 障碍 物 时， Ｂ Ｐ ３口接 收到 红外信 号 ， ＢＩ Ｐ 口接收 到 Ｐ ３传输 的低 电 Ｂ 防止 小车 跑远而 无法 控制 ， 同时 设置 了一个 定 时器 ， 限制 了电机 转 平信 号控 制 小车 向右转 ， 避 障碍物 ， 果红 小 由击 掌次 数 的多 少 ， 小 车行 驶 不 碍物 时 ，Ｂ 让 Ｐ ７口接收 到红外 信号 ，Ａ Ｐ ７口接 收 到 Ｐ ７ 输 的低 电平 Ｂ 传 同的路线 。 信 号控 制小车 向左 转 ， 躲避 障碍 物 ， 如果 红外 模块 前 方检 测到 障碍
１２ 方 案 比 较 ．
物 时 ，Ｂ Ｐ ５口接 收到 红外信 号 ，Ａ Ｐ ３口接 收到 Ｐ ５ Ｂ 传输 的 低 电平 信 本作 品在 设计 时 曾提 出过 ３种方 案 ： １ ， 语音 芯 片控 制 号控 制 小车 向后到 退 ，躲 避障 碍物 。当 Ｐ ０口检 测 到一 个声 音信 第 种 用 Ｂ 汽 车 的起停 ， 其 成本 高 ， 但 硬件 电路繁 琐 ， 变性 差 ， 应 性 不强 ， 号 ， 其 传给 Ｐ ３Ｐ ５Ｐ 、Ｂ 可 适 将 Ａ 、Ａ 、Ａ７Ｐ １口控制 小车 ， 掌次 数 不 同 ， 击 小 对声 音 的识别有 一 定的局 限性 ， 使用前 还 要进行 训练 ， 而 降低 了 从 车可 以走 出不 同 的路线 。 玩具 的趣 味性 。第 ２种 ， 使用 分 离的 红外 发射接 受模 块 ， 其稳 定 但 型较 差 ， 敏度 低 ， 干扰 能力稍 弱 。 ３ ， 灵 抗 第 种 使用 声控 电路 和集 成 的 红外 发射 接 收模 块 ， 电路 简单 、 易 实现 、 本 低 、 敏度 高 、 其 容 成 灵
听话的小球的原理应用
听话的小球的原理应用1. 概述听话的小球是一种能够通过声音控制运动的智能玩具。
它内置了麦克风和扬声器，可以接收并分析周围的声音，然后根据分析结果进行相应的动作。
听话的小球不仅具有娱乐和玩耍的功能，还有一些实际的应用。
2. 原理解析听话的小球的工作原理主要分为以下几个步骤：•声音接收：听话的小球内置了麦克风，能够接收到周围的声音信号。
•声音分析：通过特定的算法，听话的小球对接收到的声音信号进行分析和解码。
•指令判断：根据声音分析的结果，判断出用户想要表达的指令。
•动作执行：根据指令的判断结果，听话的小球会执行相应的动作，例如移动、转向或发出声音。
3. 应用场景听话的小球由于其方便、可操控性强的特点，具有广泛的应用场景。
以下是一些常见的应用场景：3.1 儿童教育听话的小球可以作为儿童教育的辅助工具，通过声音与儿童进行互动，提高儿童的兴趣和参与度。
例如，可以设计一些有趣的教育游戏，让儿童通过声音指令控制小球的运动，帮助他们学习和记忆知识。
3.2 宠物玩具听话的小球也可以作为宠物的玩具，可以根据宠物的声音指令进行相应的动作，例如追逐、跳跃等。
这样可以增加宠物与主人的互动，提供娱乐和锻炼的机会。
3.3 智能家居控制通过与智能家居设备的连接，听话的小球可以成为控制中心，通过声音指令控制家居设备的开关、调整温度、控制灯光等。
这样不仅方便了人们的生活，还可以节省能源，提高生活效率。
3.4 健身辅助听话的小球可以用作健身辅助工具，可以根据用户的声音指令进行特定的健身动作，例如跳舞、俯卧撑等。
这样可以增加运动的趣味性，激发用户的积极性，提高健身效果。
3.5 智能导游在旅游领域，听话的小球可以充当导游的角色，通过声音指令引导游客进行观光和旅行。
它可以提供详细的解说、导航和推荐，帮助游客更好地了解和享受旅行过程。
4. 总结听话的小球作为一种能够通过声音控制运动的智能玩具，具有广泛的应用场景。
它不仅可以在儿童教育、宠物玩具、智能家居控制、健身辅助和智能导游等领域发挥作用，还可以带给用户更多的乐趣和便利。
自动跟随小车原理
自动跟随小车原理自动跟随小车是一种能够自主移动、跟随目标物体或人的智能小车，它具有广泛的应用前景，可以用于自动化仓储、物流配送、智能家居、医疗护理等领域。
本文将介绍自动跟随小车的原理和实现方法。
一、自动跟随小车的原理自动跟随小车的原理是基于机器视觉和机器学习技术的。
它通过摄像头或激光雷达等传感器获取目标物体或人的位置信息，然后通过计算机视觉算法识别目标物体或人的特征，最终控制小车的运动方向和速度，实现自动跟随。
具体来说，自动跟随小车的原理包括以下几个方面：1. 目标检测自动跟随小车需要通过传感器获取目标物体或人的位置信息，这就需要进行目标检测。
目标检测的方法有很多种，包括基于颜色、形状、纹理等特征的检测方法和基于深度学习的检测方法。
其中，基于深度学习的检测方法目前已经成为主流，它可以通过卷积神经网络（CNN）等模型对目标物体或人进行高效准确的检测。
2. 特征提取目标检测只是获取了目标物体或人的位置信息，还需要对目标进行特征提取，以便后续的跟随控制。
特征提取的方法也有很多种，包括基于边缘、角点、SIFT、HOG等特征的提取方法和基于深度学习的特征提取方法。
其中，基于深度学习的特征提取方法可以通过卷积神经网络等模型对目标物体或人进行高效准确的特征提取。
3. 跟随控制特征提取之后，就可以进行跟随控制了。
跟随控制的方法有很多种，包括基于PID控制器、模糊控制、神经网络控制等方法。
其中，PID控制器是一种经典的控制方法，可以通过对跟随误差进行反馈控制来实现小车的自动跟随。
二、自动跟随小车的实现方法自动跟随小车的实现方法主要包括硬件设计和软件设计两个方面。
1. 硬件设计自动跟随小车的硬件设计需要包括以下几个部分：（1）底盘设计底盘是自动跟随小车的基础，它需要具备足够的稳定性、承载能力和灵活性。
底盘的设计需要考虑车轮的数量、大小、材质、形状等因素，以及底盘的结构和连接方式等因素。
（2）传感器设计传感器是自动跟随小车获取目标物体或人位置信息的关键部件。
声控玩具车课程设计
声控玩具车课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解声控玩具车的基本工作原理，掌握声音传感器、电机驱动等核心部件的功能与作用。
2. 让学生掌握基本的电路连接方法，学会使用常见电子元件进行电路搭建。
3. 让学生了解程序设计的基本概念，能够运用简单的编程语句控制声控玩具车的运动。
技能目标：1. 培养学生动手操作能力，能够独立完成声控玩具车的组装和调试。
2. 培养学生问题解决能力，能够分析并解决声控玩具车在运行过程中可能出现的问题。
3. 提高学生的团队合作能力，学会与他人共同完成项目任务。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对科学技术的兴趣，培养创新意识和探索精神。
2. 培养学生良好的学习习惯，严谨的科学态度和积极向上的学习态度。
3. 引导学生关注环保，养成节约资源的意识，培养学生的社会责任感。
课程性质：本课程为实践性、综合性课程，结合电子技术、计算机编程等多学科知识，培养学生的动手操作能力和创新能力。
学生特点：五年级学生具有一定的科学素养，好奇心强，喜欢动手操作，但注意力容易分散，需要在课程中设置有趣的任务和活动，以保持学生的学习兴趣。
教学要求：注重理论与实践相结合，以学生为主体，教师为主导，引导学生主动探究、合作学习，实现课程目标。
在教学过程中，关注学生的个体差异，因材施教，确保每个学生都能在课程中收获成长。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下三个方面：1. 电子元件与电路连接- 了解声音传感器、电机驱动等核心部件的工作原理。
- 学习并掌握常见电子元件的使用方法，如电阻、电容、二极管等。
- 学习电路连接方法，能够根据原理图完成声控玩具车的电路搭建。
2. 程序设计与编程语句- 学习编程基本概念，如变量、循环、条件语句等。
- 掌握简单的编程语句，能够运用Arduino等编程平台编写程序控制声控玩具车的运动。
3. 声控玩具车组装与调试- 学习声控玩具车的组装方法，了解各部件之间的协同工作关系。
- 掌握调试技巧，能够解决声控玩具车在运行过程中可能出现的问题。
智能循迹小车设计方案 智能循迹小车方案
智能循迹小车设计方案智能循迹小车方案自动化06--2班2009年6月5日自动寻迹小车摘要本寻迹小车是以PCB电路板为车架，AT89S51单片机为控制核心，加以直流电机、光电传感器和电源电路以及其他电路构成。
系统由AT89S51通过IO口控制小车的前进后退以及转向。
寻迹由RPR2…各省主要风电塔架制造厂名单序号123456789101112131415161718192021222324 公司名称甘肃玉门锦辉长城甘肃科耀电力有限公司北车集团兰州金牛轨道交通装备有限公司河北强盛风电设备有限公司保定天威电气设备结构有限公司…学习“七.一”讲话精神，深入剖析“四种危险” 胡锦涛在党庆90年大会上，总结了建党以来的“三件大事”和“两大成果”，提出了往后“两个宏伟目标”，指出中共面临“四种考验”和存在“四种危险”。
整篇讲话与时俱进，有新意，有不少新提法，是一篇回顾历史、总结经…自动化06--2班2009年6月5日自动寻迹小车摘要本寻迹小车是以PCB电路板为车架，AT89S51单片机为控制核心，加以直流电机、光电传感器和电源电路以及其他电路构成。
系统由AT89S51通过IO口控制小车的前进后退以及转向。
寻迹由RPR220型光电对管完成。
关键词：AT89S51 直流电机光电传感器自动寻迹电动车AbstractThe smart car is aluminum alloy for the chassis, AT89S51 MCU as its core, including motor and servo, plus photoelectric sensors, as well as other flame sensor and power circuit. MCU controls the car turning back forward or running on the white line. RPR220 reflective photo sensor seeks the trace. Far infrared flame sensor tracks the flame. In addition, the SCM system with Sunplus for voice broadcast can remind current status. The system transmits information through DF module. The car’s status will be transmitted to the Remote Console. OCMJ4X8C LCDdisplay and 2 keys for start control.Keywords: AT89S51 Motor Servo Photo sensor Electrical fire engines一、系统设计1、设计要求（1）寻线跑（2）显示小车当前的速度（3）显示时间并记录行驶距离（4）自动避开障碍物（5）其他2、小车循迹的原理这里的循迹是指小车在地板白纸上循黑线行走，通常采取的方法是红外探测法。
自动跟随人走的小车原理
自动跟随人走的小车原理自动跟随人走的小车是一种基于目标跟踪技术的智能移动设备，它能够通过感知和识别人体的位置、方向和动作，自动跟随人的移动轨迹。
这种小车主要基于以下原理进行设计和实现：1. 视觉感知技术：自动跟随小车使用摄像头或深度传感器等设备来感知和捕捉人体的位置和姿态信息。
通过实时采集的视频流或深度图像，利用计算机视觉算法进行目标检测和人体姿态估计，小车能够准确地标记、识别和跟踪人体的位置、朝向和动作。
2. 人体建模与追踪技术：通过对感知到的人体图像或点云数据进行处理和分析，自动跟随小车能够实时构建出人体模型，并对其进行追踪。
对于人体模型，常采用的方式是使用关节模型或关键点模型进行描述，这样可以有效地表示人体各个部位之间的关系和位置，并实现对关键点的跟踪。
3. 运动控制算法：在完成人体检测和位置追踪后，自动跟随小车需要有效地计算并控制自身的移动路径和速度，以实现对人体的跟随。
一种常见的方法是通过计算人与小车之间的相对位置和方向差异，来生成控制命令，使得小车能够自动移动并保持与人体的一定距离。
通常还需要考虑避免障碍物的算法，以确保小车在跟随人体的过程中不会碰撞到其他物体。
4. 传感器融合与导航：自动跟随小车通常会通过融合多种传感器的数据来实现精确的位置感知和导航。
除了视觉传感器外，还可以采用惯性导航传感器（如加速度计、陀螺仪）和超声波传感器等，可以辅助定位和避障。
将多个传感器的数据进行融合和处理，可以提高小车的定位准确性和跟随稳定性。
5. 算法优化与机器学习：为了实现更高效和精确的人体跟随，自动跟随小车的设计往往会采用机器学习方法进行算法优化和训练。
通过大量的数据样本和网络优化，可以提高目标检测和人体跟踪的准确性，并使小车学习到更有效的运动控制策略。
总结起来，自动跟随人走的小车的原理主要包括视觉感知、人体建模与追踪、运动控制算法、传感器融合与导航以及算法优化与机器学习等方面。
通过这些技术的组合应用，小车能够自动感知人体的位置和动作，并实现对人体的准确跟随，为用户提供更加智能和便捷的移动体验。
智能循迹避障声控小车设计__毕业设计
智能循迹避障声控小车设计__毕业设计毕业设计报告摘要：本文主要介绍了一种智能循迹避障声控小车的设计方案。
该小车通过声音的控制实现前进、后退、转向等操作，并能够通过红外线传感器实时地检测到前方的障碍物，并做出相应的避障操作。
此外，小车还具备循迹功能，能够通过线性二分法实现按照指定的线路行进。
整个系统的设计基于Arduino控制平台和相关的传感器模块，通过编程实现各功能的控制和算法的运行。
实验结果表明，该小车能够稳定地完成循迹避障和声控的功能，具有较高的可靠性和灵活性。
关键词：智能小车，循迹，避障，声控，Arduino一、引言随着计算机技术和电子技术的发展，智能小车成为了人们关注的焦点之一、智能小车运用到了很多新的技术，如声控、避障、循迹等，为人们的生活带来了很多便利。
基于此，本文设计了一种智能循迹避障声控小车，通过声音的控制和红外线传感器的检测，实现了小车的前进、后退、转向、避障等功能，并通过循迹实现了指定线路的行进。
二、设计方案2.1硬件设计本设计使用Arduino控制平台作为主控制器，通过连接相关的传感器模块实现各个功能的控制和检测。
具体的硬件设计如下：1）Arduino主控制器：作为整个系统的核心，负责接收声音控制和传感器信号，控制电机进行驱动。
2）声音传感器：通过检测声音的强度和频率，判断用户的操作指令，并将指令传递给Arduino主控制器。
3）红外线传感器：安装在小车前方，实时检测到前方的障碍物并发出信号，通知Arduino主控制器避障。
4）电机驱动模块：负责驱动小车的电机进行前进、后退、转向等操作。
2.2软件设计软件设计主要基于Arduino编程语言，实现各功能的控制和算法的运行。
具体的软件设计如下：1）声控部分：通过编写声音控制的代码，实时接收声音传感器的声音强度和频率，并根据预设的阈值匹配相应的操作指令，将指令传递给电机驱动模块进行实际操作。
2）避障部分：通过编写红外线传感器的代码，实时检测到前方的障碍物，并根据检测结果进行相应的避障操作，如后退、转向等。
声控小车的知识点总结
声控小车的知识点总结一、声控小车的原理声控小车的原理是通过声音识别技术来获取声音指令，并通过智能控制系统来解析指令并执行相应的动作。
声音识别技术是一种能够识别和理解人类语音指令的计算机技术，可以将声音转化为文本或指令，从而实现声音控制。
智能控制系统则是通过控制电机、传感器等设备来实现对小车的控制。
声控小车通常包括几个主要的部分：声音采集模块、声音识别模块、智能控制模块以及动力系统。
声音采集模块用于采集周围的声音，并将其转化为电信号；声音识别模块用于对声音进行识别和解析，将其转化为控制指令；智能控制模块则是根据识别的指令来控制小车的动作；动力系统则是提供小车运动所需的动力。
二、声控小车的技术实现声控小车的技术实现主要包括声音识别技术和智能控制技术。
声音识别技术是通过模式识别、信号处理和计算机语言处理等技术来实现的，它可以识别和解析人类语音指令，并将其转化为控制指令。
智能控制技术则是通过控制电机、传感器等设备来实现对小车的控制。
声控小车的声音识别技术主要包括声音采集、声音处理和声音识别三个基本步骤。
声音采集是通过麦克风等设备来采集周围的声音，并将其转化为电信号；声音处理则是对采集到的声音进行滤波、降噪等处理，以提高声音的识别准确性；声音识别则是通过模式识别和语音分析等技术来识别和解析声音，将其转化为控制指令。
智能控制技术则是通过控制电机、传感器等设备来实现对小车的控制。
智能控制系统通常包括控制器、执行机构和传感器等组成部分，通过控制器对执行机构进行控制，以实现小车的移动、停止、转向等动作。
三、声控小车的应用领域声控小车可以应用于多个领域，如智能家居、娱乐、教育等。
在智能家居方面，声控小车可以实现对家中电器设备的控制，如打开灯、调节空调等；在娱乐方面，声控小车可以作为一种儿童玩具，通过声音控制来实现小车的移动和转向，增加儿童的趣味性；在教育方面，声控小车可以作为一种教学工具，帮助学生了解声音识别技术和智能控制技术。
具有语音和图像识别及跟踪功能的智能玩具车设计
Ｍ Ｃ输入 和 Ｄ Ｃ音 频 输 出 电路 、 Ｉ Ａ 电源 电路 等 ， 责 负 协 调整个 玩 具 小 车 的 系统 工 作 ；１板 可外 接 电 源 ， ６ 也 可采 用 电池 供 电 ， 系 统 采 用 电池 供 电 ； 音 录 本 语 放功 能模块 主要 处理 语 音 信号 的存 储 、 放 以及 识 录 别； 图像 处 理 模 块 主 要 用 来 识 别 相 应 的 颜 色 和 物 体； 电机驱 动模块 则 主要 用 来 驱 动 玩具 小 车 的驱 动
玩具 小 车为 四轮 结 构 ， 中前 面两 个 车 轮 由前 其 轮 电机 控制 ， 在连 杆 和支 点 作 用 下 控制 前 轮 左 右 摆 动， 来调 节 玩具 小 车 的前 进 方 向 。在 自然 状 态 下 ， 前 轮在 弹 簧 作 用 下 保 持 中 间 位 置 。后 面 两 个 车 轮 由后轮 电机 驱 动 ， 整 个 玩 具 小 车 提 供 动 力 ， 以 为 所 又称前 面 的轮子 为方 向轮 ， 面 的两个 轮 子 为 驱 动 后
⑥
２ １ ＳｉＴ ｃ． ｎｒ． ０ ２ ｃ． ｅｈ Ｅ ｇ ｇ
轻 工 技 术
具有语音和 图像识别及跟踪功能的 智能玩具车设计
彭卫 东 周 超
（ 中国民用航空飞行学院航空工程学 院， 广汉 ６ ８０ ） １ ３７
摘
要
为 了使玩具更具娱乐性、 趣味性和智能性 ， 设计 了一种具有语音和 图像 识别及跟踪功能 的智能玩具车。系统以６ １板
关键词 语音识别 图像识别 智能 玩具 车 ＳＣ ０ １ Ｐ Ｅ ６Ａ
中图法分类号 Ｔ ９８ ２ ； Ｓ５ ．８
文献标志码
Ｂ
随着高科技 日 月异 的不断发展 ， 上 的智 能 新 市场
试论智能电动玩具小汽车的控制
关键 词 ：智 能 小 汽 车 ；技 术 ；控 制
中图分类号 ：Ｔ Ｐ ２ ７ ３ ． ５
一
文献标识码 ： Ａ
文章编号 ：１ ６ ７ ４ — ７ ７ １ ２ （ ２ ０ １ ３ ） ２ ０ — ０ ０ ２ ７ — ０ １
亮度高，而且 Ｃ Ｐ Ｕ占用少 ，工作较率高 。 （ 五 ）语 音 系 统 。智 能小 汽 车 的语 音 系 统具 备 发 声 功 能 ， 蜂鸣器作为一种一 体化 结构的 电子讯响器 ，可 以作 为语音系 统 的发声器 。压 电式蜂 鸣器 和 电磁式蜂鸣器是较为常用 的蜂 鸣器 。压 电式蜂 鸣器接通 电源后 ，多谐振荡器起振 ，输 出音 频信 号，阻抗 匹配 器推动压 电蜂鸣片发声 。电磁式 蜂鸣器通 入 电压后 ，由振荡器发 出音频信号 ，电磁线 圈将产 生磁场， 在 电磁场 的共 同作用下，振动膜片周期性地发 出声音 。 （ 六 ）检测系统 。在小汽车将要 发生碰撞 时，检测器能 够及 时利用传感器发现 障碍物 ，在将要发 生碰 撞时发 出报警 鸣声，并且显示系统也会将报警信 息呈现 出来 ，有效预 防碰 撞的产生 。在进行 障碍物检 测时，有 两种方案可供选择 ，方 案一：红外线检测 障碍物 ；方案二：超声波检测 ，与红外线 障碍 检测相 比，超声波障碍监 测的抗干扰能力更强。 （ 七 ）遥控 系统 。 （ １ ）红外遥 控系统 。红外遥控 系统
、
Ｂ Ｉ Ｎ文件 写入到 Ｒ ０ Ｍ当中去 。红外信号 的输入 口选择 Ｔ ０ ，当 外 部输入 负变时 ，计数 器加 １ ，单片机 的三个 口经 过一级反 相接 Ｌ ２ ９ ８作 为控制信 号，串行 口 Ｐ ３ ． ０ 和Ｐ ３ 。１为显示 的串 行 连接 的信 号出口，如 图 １ 所示 。
语音智能玩具小车的设计
ＴＦＵｚ０：
机配合语音芯片ＡＰＴ００３对小车进行语音智能控制 。
ＴＨＯ＝ＯｘｅＯ；
１ 硬件电路的设计与原理
首先我们来分析一下硬件 电路的整机框图，包括两个 大的模块：
摇控模块 ，如图一所示；车体部份 ，如图２所示。 其中图ｌ主要完成对小车的语音和手动控制。键盘 的作用包括手
动控制控制小车的前进 、后退、
—
～
…
…
…
…
…
…
＃ Ｉ
‘１Ｊ１
、
一焉 一— ．『— —＝ ——７ ～ —一
：：
１１＾ ： —
识别语音能力达到８０％以上。我们实现 了语音智能控制玩具小车的 目 的，达到ｌ５米 内的语音控 制距离。
参 考 文 献 ［１】 李潇等 基 于ＭＡＴＬＡＢ的孤立 字语 音识 别试验 平 台Ⅱ】．自贡 ：四川
理 工 学院学报 ，２００６ ３ 【２］ 王 茜等 ．基 ｉ ｆ－ＳＰＣＥＯ６１Ａ单 片机 的语 音识 别 系统 开发 【Ｉ】．自贡 ：四
川理 工 学院学报 ．２００５．１ 【３］ 昊冬梅 等 ＭＡＴＬＡＢＩ￣形用 户界 面在语 音 识别 系统 中的应 用田．自
贡 ：四川理 工学 院学报 ，２００７．１２ （４Ｊ 周 波 等 公 交 车 自动 报 站 系统 的 设 计田．自贡 ： 四川 理 工 学院 学
运行过程中，如果没有接收到
图２车体部分硬件框图
红外信号，那么出于对小车的运动保护 ，设计了超声波保护 电路。只
要离小车２０ｅｒ ａ左 右的地方有障碍 物 ，小车就 自动转弯行驶 。电机采
用直流电机 ，两级调速，驱动芯片采用Ｌ２９８。
ＡＰ７００３是一款新型 、低成本语音识 别专用集成 电路 ，内置有麦 克风放大器、Ａ／Ｄ转换器 、语音处理器和Ｉ／Ｏ控制器 ，经预处理后可识
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
智能声音跟随玩具小车
摘要
本设计以TI公司超低功耗 MCU MSP430处理器为核心设计，制作一个可以通过声音跟随人走动且能绕过小型障碍的智能玩具小车。
该智能小车要求能够快速定位声源位置并快速反映调整车头行进到声源处，通过应用红外发射、红外接收和声音采集装置与单片机MSP430强大功能及其外围电路连接，再通过电机控制和算法控制来寻找声源及绕过障碍的方法来实现所需功能。
1.引言
本系统设计在当今遥控玩具汽车盛行的背景下，考虑到遥控汽车的遥控器容易坏，而且一些年龄较少的儿童不会使用遥控器，因此希望做出简单的能进行声源跟随并且能利用声音进行简单控制的玩具小车，以此代替遥控汽车面向年龄更小的儿童。
2.系统方案
本设计将系统分为五个模块，分别为电源供电模块，430MCU控制模块，避障模块，声源定位模块和驱动模块。
通过MCU的引脚对声源定位模块的信号进行扫描，通过算法计算判断声源位置，通过MCU引脚驱动直流电机驱动芯片使小车进行拐弯行进，同时MCU 又对避障模块进行扫描，当前方遇到障碍使，MCU引脚电平将发生改变，此时再通过MCU 控制驱动电路进行避障。
电源模块关键点：将提供的电源电压控制为3.3V。
避障模块关键点：将红外发生器和接收器放在小车最前端实现前端避障。
声源定位模块关键点：将声音接受器即MIC成三角排列，可通过接受声音的先后顺序，通过算法判断声源位置。
图1：系统方案结构图
3.系统硬件设计
1）电源模块
电源模块利用4块1.5V
干电池进行供电，利用稳
压芯片AMS1117-3.3将电
压转换为3.3V,用其对接
下来的控制模块，声源定
位模块和避障模块进行
供电
图2：电源供电模块原理图
2）430MCU控制模块
设计用大赛提供是
MSP430G2板作为控制模
块，利用VCC和GND进行供电，其中P1.0和P1.1通过电机驱动模块作为左轮的驱动，P1.2和P1.3通过电机驱动模块作为左轮的驱动，P1.4是红外接收结果的反馈引脚，P1.5，P1.6和P1.5是声音接收的引脚。
3)红外避障模块
图3：红外避障模块
红外避障模块由一个红外发射头和一个红外接收头如图构成，将其放在小车的最前端。
在小车行进过程中，如果前方有障碍物，由红外发射头发射的红外线将被反射给红外接收头，此时P1.4引脚将被外部下拉为低电平。
此则说明前方有障碍物需
要绕行。
4）声音定位模块
图4：声音定位模块单个接收器硬件设计电路图图5：MIC的分布图
声音定位模块由三个如图4的分立电路构成，分别与P1.5，P1.6和P1.7连接，其
中每个声音接收器由S8050接成如图4的音频放大电路，用10uf的电解电容进行
直流隔离，当MIC输入声音时，MIC的两端电压将产生波动。
由Re=0Ω，所以音频
放大电路上发射极电阻接近为0，在此计算交流放大倍数应该为∞，所以只要相应
的MIC接收到声音，相应的引脚就会被置高电平，如果没有接收到信号则是低电平。
如图5是三个声音接收器的放置位置，MIC1和MIC3前后间隔6cm，MIC2距离MIC1
和MIC2的连接线为4cm。
通过对P1.5，P1.6和P1.7的引脚扫描，得到三个MIC
接收声音的先后顺序，和相差的时间间隔，以车头为12点钟方向，通过算法算出
声源的位置。
5）电机驱动模块
电机驱动通过P1.0，
P1.1，P1.2和P1.3利用
直流电机驱动芯片
LG9110来驱动左直流
电机和右直流电机，通
过电机的正传和反转来
完成小车的前进，后退，
左转，右转，从而进行
避障和跟随声音行进。
图6：电机驱动模块
4.系统软件设计
1）避障软件设计
2） 声源定位软件设计 一、 算法
如右大图为a 、b 和c
个MIC 之间距离参数为如图所 可将三个MIC ① 声源在车的左方，a 音，c 第三收到声音 θ=arcos((vT1+vT2)/0.06) ② 声源在车的左方，a 第一
个收到声音，c 第二个收到声音，b 第三收到声音 θ1=arccos(vT1/0.06)
③ 声源在车的左方，c 第一个收到声音，a 第二个收
到声音，b 第三收到声音
θ2=arccos(vT1 /0.06)
+90°
④ 声源在车的左方，c 音，b 第二个
收到声音，a θ3=180°-
⑤ 声源在车的右方，a 音，b 第二个收到声音，c 音
θ4=37°⑥ 声源在车的右方，b a 第二个收到声音，c
θ5=90°-（53°- arcsin(vT1/0.05)）
=37°+ arcsin(vT1/0.05)
⑦声源在车的右方，b第一个收到声音，c第二个收到声音，a第三收到声音
θ5=90°+（53°- arcsin(vT1/0.05)）
=143°+ arcsin(vT1/0.05)
⑧声源在车的右方，c第一个收到声音，b第二个收到声音，a第三收到声音
θ7=180°- arcsin(vT1/0.05)
二、声源定位程序流程图
3）整体系统软件设计
5.系统创新
系统利用TI公司的超低功耗MCU MSP430从根本上降低了功耗，利用简单的多个共射放大电路，通过引脚扫描和算法运算实现对声源的定位，甚至可以利用声音的时序实现简单的智能控制。
而且小车前方具有避障装置，令小车跟随声源的同时具有避障的功能。
6.评测与结论
系统测试方法：
系统通过多方面的实际使用来测试小车能实现的数据，通过测试10秒内行进的直线距离测试小车的行驶速度，通过多次前方放置障碍测试小车避障情况，通过多次多方位的拍手测试小车对声源定位的成功率。
达到的指标：
速度：。